TWM453997U - 連接器 - Google Patents

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TWM453997U
TWM453997U TW101221537U TW101221537U TWM453997U TW M453997 U TWM453997 U TW M453997U TW 101221537 U TW101221537 U TW 101221537U TW 101221537 U TW101221537 U TW 101221537U TW M453997 U TWM453997 U TW M453997U
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TW
Taiwan
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connector
port
side wall
resilient
carrier
Prior art date
Application number
TW101221537U
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Kent E Regnier
Jerry A Long
Original Assignee
Molex Inc
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/533—Bases, cases made for use in extreme conditions, e.g. high temperature, radiation, vibration, corrosive environment, pressure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
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    • H—ELECTRICITY
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Description

連接器
本新型涉及電連接器領域，更具體地涉及輸入/輸出(I/O)連接器領域。
典型的I/O連接器系統包括一電纜元件和一安裝在電路板上的連接器。電纜元件通常包括在一電纜的相對端上的一對插頭連接器，其被設置為在一期望的距離上傳輸信號。安裝在電路板上的連接器典型地是位在一面板中的一插座，該插座被設置為收容插頭連接器並與插頭連接器對接。
隨著資料傳輸率的增大，一個難以克服的問題是用以在插頭連接器之間的用以傳輸信號的介質的物理限制。例如，無源電纜對於較短距離而言具有成本效益，但是隨著信號頻率的提升傾向於受到距離的限制。有源銅電纜和光纖電纜非常適合在較長距離上傳輸信號，但是需要能源，因此如果連接器系統未被適當地設計則易於產生散熱的問題。一個解決方案是在插座上使用一跨接散熱器(riding heat sink)，雖然現有解決方案有些效果，但是在提供足夠的散熱處理能力上仍存在困難。因此，進一步改進其熱管理將會得到某些人的欣賞。
有鑒於現有技術的上述問題，本新型提供一種能夠改進熱管理的連接器。
為此，本新型提供一種連接器，包括：一罩體組件，所述罩體組件限定一端口；一殼體，所述殼體位在所述端口中，並包括一卡槽；一傳熱板，所述傳熱板具有一主壁和一側壁；一彈性指狀部載板，所述彈性指狀部載板被安裝在所述側壁上並且支撐多個彈性指狀部，所述彈性指狀部被設置為接合被***到所述端口中的一模組。
優選地，所述主壁支撐多個鰭片。
優選地，所述端口是一第一端口，所述罩體組件還限定一第二端口，所述第一端口和第二端口豎直疊置，其中所述主壁沿所述每一個第一端口和每一個第二端口的一第一側豎直延伸，並且所述側壁是沿所述第一端口的一第二側延伸的一第一側壁，所述傳熱板還包括沿所述第二端口的一第三側延伸的一第二側壁。
優選地，所述彈性指狀部載板是一第一彈性指狀部載板，並且在所述第二側壁上設置一第二彈性指狀部載板。
優選地，所述第一側壁和第二側壁分別位在各自的端口的兩相對側。
優選地，所述側壁是一第一側壁，所述彈性指狀部載板是一第一彈性指狀部載板，所述傳熱板還包括一第二側壁，所述第二側壁支撐一第二彈性指狀部載板。
優選地，所述第一彈性指狀部載板和第二彈性指狀部載板均支撐有多個彈性指狀部，所述第一彈性指狀部載板的彈性指狀部與所述第二彈性指狀部載板的彈性指狀部被設置為當一模組被***到所述端口中時分別沿相反的方向 偏轉。
優選地，所述多個彈性指狀部形成為多個列。
優選地，每一個彈性指狀部均包括一尾部，並且所述側壁包括被設置為用以***述尾部的多個位移區域。
優選地，所述位移區域是實質上穿透所述側壁的多個通道。
優選地，所述位移區域是不延伸通過所述側壁的多個凹陷。
優選地，所述彈性指狀部載板被焊接到所述側壁。
優選地，所述彈性指狀部載板通過一導熱黏合劑被黏接到所述側壁。
優選地，所述側壁是一第一側壁，並且所述傳熱板包括一第二側壁，所述第一側壁和第二側壁以及所述主壁形成一U形結構。
插座連接器包括設置為用以收容一對接模組的一端口。該端口設有多個被設置為接合該對接模組的彈性指狀部。彈性指狀部與一傳熱板熱連通，該傳熱板被設置為用以提供限定該端口的壁的一部分。鰭片能夠被安裝在傳熱板上。在運行時，模組的熱能從模組傳遞到彈性指狀部，並且其熱能依次從彈性指狀部傳遞到傳熱板，然後到鰭片(如果包括的話)。連接器系統能夠被設置為使得空氣從前向後流動，因此所描繪的連接器系統適於用在例如通常將空氣從托架的一側(例如，前側或後側)引導到托架的另一側的托架系統的結構中。
通過使用本新型，能夠改進現有技術中連接器的散熱問題，而且具有較佳的散熱效果。
以下的詳細說明描述了多個示意性實施例，且並非旨在限制於這些明白地公開的組合。因此，除非另外說明，本文中公開的特徵可組合在一起，以構成出於簡明的目的而未另外示出的其它組合。
參閱圖1至圖3，如能夠從圖中理解的，一插座連接器10通常被安裝在一擋板20(描繪了部分擋板20)的後面。如果擋板20被認為位在插座的一前面並且其相對端被認為是一後面，則一系統構造可允許空氣從前向後流動。如果該系統構造被設置為允許空氣從前向後流動，那麼擋板20可以包括進氣口25，進氣口25能夠由擋板20上的一個或多個期望形狀的孔形成。如能夠理解的，孔的大小以及這些孔的排布主要由冷卻該系統所需要的期望的氣流所決定，因此本領域技術人員將能夠基於系統要求來確定期望的進氣口25的構造。
一連接器系統1包括位在一電路板5上的一插座連接器10，並包括位在擋板20的多個開口22中的多個端口30(第一端口、第二端口)，端口30被設置為用以收容對接的插頭連接器。如所描繪的，該設計允許空氣穿過擋板20。一EMI密封件26和一墊片28有助於將插座連接器10密封於擋板20。
如所描繪的，一屏蔽元件50包括將一第一、第二插 座90結合在一起的頂蓋51。如所描繪的，可選擇的頂蓋51包括一孔40，該孔40能夠用來引導氣流離開電路板5，同時還要使二個相鄰的插座連接器結合在一起。因為頂蓋51在二個罩體組件100之間延伸，所以頂蓋51還傾向形成能夠被設置為從前向後引導空氣的一後通路42。
參閱圖3至圖6，如所描繪的，每個第一、第二插座90均包括罩體組件100，該罩體組件100包括一主體部100b和一後部100a，並且還包括安裝到該主體部100b的壁105的兩傳熱板125、125’。一中央導接件110位在傳熱板125、125’之間，並且包括能夠支撐傳熱板125的一表面111。如能夠理解的，該表面111能夠是階梯狀的，進而為傳熱板125提供充足的空間。當然，應注意，所描述的第一、第二插座90提供有疊置的兩端口30。具有單個端口30的插座連接器10(見圖1)的一較低的外形形式也是合適的，並且能夠省略可選擇的中央導接件110，而且具有單個傳熱板125。還應注意的是，雖然所描繪的系統包括可以考慮設置在端口30的頂側和底側的兩彈性指狀部載板151、152(其中彈性指狀部載板151為第一彈性指狀部載板，彈性指狀部載板152為第二彈性指狀部載板)，但是也可以考慮其它構造。對於具有較低散熱問題的構造，例如，可使用單個彈性指狀部載板。彈性指狀部載板和傳熱板也可被設置為當一傳熱區域位在模組的上方或下方(而不是如圖所示的側面)時接合一模組的一側或兩側(而不是一模組的頂部和底部)。
每個罩體組件100包圍一插座200，該插座200包括支撐兩鼻部215、215’的一殼體210。所述殼體210位在所述端口30中，每個鼻部215、215’分別支撐一卡槽220、220’，該卡槽220、220’設置為用以收容來自對接模組的一插卡。一前罩體壁230包括有助於限定圍繞殼體210的一導電壁的多個尾部232。如所描繪的，多個光導管245可定位並設置為在兩鼻部215、215’之間向前延伸。
如果期望的話，傳熱板125能夠豎直地延伸超過單個端口30。例如，圖9中描繪的傳熱板125可被設置為使得一主壁(main wall)C豎直地延伸二個端口30(見圖4)的高度所述主壁C支撐多個鰭片300，每個側壁A(第一側壁)、B(第二側壁)均接合***到對應端口30中的一插頭的一單側(側壁B接合頂側，側壁A接合底側)，所述彈性指狀部載板151、152被安裝在所述側壁A、B上。還應注意，如果期望的話，傳熱板不需要是一件，而可以由多件所構成。如能夠理解的，這就允許傳熱板125具有沿二個疊置端口30豎直延伸的一主壁C，同時還提供用以接合被***的一插頭連接器的二個表面的多個側壁。如能夠進一步理解的，主壁C將沿著一個(或多個)端口30的一第一側30a，側壁A將沿著端口30的一側面30b(第二側)，並且側壁B將沿著端口30的一側面30c(第三側)。應注意的是，側面30b(第二側)、30c(第三側)能夠是相同端口30的兩相對側面，或者是二個不同端口30的二個不同側面。還應進一步注意的是 ，儘管所描繪的傳熱板125被繪製為具有一U形的設計，但是可以去除其一側，以提供更像一L形的形狀。還可以將彈性指狀部161直接設置在主壁C上，但這種構造趨向於減少能夠被移除的熱能的數量。
另外，如果期望更複雜的一傳熱板，則傳熱板可具有由一蒸汽腔(vapor chamber)或者具有比一銅板的熱阻更低的一些其它系統來構成主壁。然而，對於大多數的應用而言，由銅板構成的傳熱板125、125’將足夠了。另外還應注意的是，鰭片300無需設置在連接器之間的側面上(如圖所示)。這種系統提供了某些益處，但是如果該系統被設計為得益於連接器上方的氣流，那麼可能更期望的是，傳熱板125、125’將熱能向上引導到連接器的上方，並且鰭片300(或者其它的期望的熱能傳遞系統，例如可以採用液體冷卻等)被定位在插座連接器10的上方。
如能夠理解的，所描繪的構造有益地具有容許疊置構造的能力，並且還利用矩形模組(例如SFP型模組)在頂面和底面上所具有的增大的表面積來最小化熱阻的優點。另外，在兩相對側上提供彈性指狀部載板151、152、153、154有助於提供一個機械平衡系統，因為兩相對的彈性指狀部161、161’易於使模組對中。應當注意的是，每個彈性指狀部161、161’所提供的接觸力能夠根據期望的熱阻(增大接觸力將易於改善導熱)和期望的模組***力(增大接觸力將易於增大需要的***力)而變化。因此，能夠按需要調整外形和接觸力，以滿足系統要求，其中 該接觸力可以是在但不限於每個彈性指狀部161、161’約100到400克力的範圍。
參閱圖6與圖7，如所描繪的，傳熱板125包括多個通道130。所描繪的通道130延伸通過傳熱板125，並且當彈性指狀部161、161’的觸點162、162’接合到***的模組上時，通道130為彈性指狀部161、161’的尾部163、163’提供位移區域。因此，當對接模組沿一第一方向166***時，彈性指狀部161、161’分別沿一第二方向164和一第三方向165平移，並且第二方向164和第三方向165彼此相反。如能夠理解的是在可選實施例中，通道130提供的功能也可由傳熱板125中未延伸通過傳熱板125的多個凹陷或多個凹槽來提供。因此，傳熱板125中的位移區域可以是不延伸穿過傳熱板125的凹陷或通道130。
參閱圖4、圖6與圖7，每個彈性指狀部載板151、152、153、154包括多個彈性指狀部161、161’，每個彈性指狀部161、161’均包括接觸表面162、162’和尾部163、163’。如所描繪的，彈性指狀部161排成多個列160，每列160包括多個彈性指狀部161。應注意，所描繪的多個列的樣式使其筆直向前，以使傳熱板125中的通道130與尾部163、163’對齊，從而當模組被***到端口30中時，尾部163、163’能夠移位到通道130中。然而，多個列160的使用可以是不需要的，也可以按照期望設置為其它樣式。所述彈性指狀部載板151的彈性指狀部161’與 所述彈性指狀部載板152的彈性指狀部161被設置為當一模組被***到所述端口30中時分別沿相反的方向偏轉。
彈性指狀部161、161’被設置為接合一個被***的模組，以便給被***的模組提供多個熱觸點。與趨向於使用單個板來接合模組的現有設計相比，這種設計的有益之處在於，多個彈性指狀部161、161’能夠單獨地接合模組的表面，因此更適合於應對模組的表面平整度的變化。儘管總的表面積(與通常和跨接散熱器設計一起使用的大板相比)已經減小，但是已經確定使用多個彈性指狀部161、161’實際上非常有效，並且實際上能夠有些出人意料地在模組與彈性指狀部載板151、152、153、154之間提供比通常在模組與具有一平面的一浮動散熱器之間提供的熱阻更低的熱阻。
熱阻能夠通過增大與每個彈性指狀部161、161’相關聯的彈簧力以及通過改變彈性指狀部161、161’的數量來加以管理。總的來說，對彈簧力和彈性指狀部161、161’數量的限制將基於可接受的最大***力和需要從待***的模組移除的熱能。
彈性指狀部載板151、152能夠被安裝在傳熱板125上，以便最小化二個結構之間的熱阻。例如，在一實施例中，彈性指狀部載板151能夠用一回流焊工藝被焊接到傳熱板125的側壁A。在一實施例中，回流焊工藝能夠結合鰭片300到傳熱板125的安裝來進行，以便提供一高效率的製造工藝。當然，也可使用其它的安裝方法(例如使用 一導熱黏合劑或諸如此類)。雖然焊接連接方法能夠提供非常低的熱阻，但是使用導熱黏合劑(當保持得薄時)也是適合的，因為其總表面積足以在二個對接結構之間提供低熱阻。應注意，在一實施例中，傳熱板125與彈性指狀部載板151、152可以組合成一單體結構，然而這種結構對大規模生產更具有挑戰性，因此認為兩件式結構提供了更低的總成本。
鰭片300被設置為提供一增大的表面積，以便改進從插座200向流經插座200的空氣的熱傳遞。如所描繪的，鰭片300被設置為給從前向後流動的空氣提供良好的傳熱(或反之亦然)。然而，鰭片300的形狀能夠變化，以便適合期望的氣流方向，因此所描繪的形狀僅為示意性的。應當注意的是，鰭片300是可選的，也可以使用傳熱板125、125’的表面來代替鰭片300。另外，為液體冷卻而設置的系統可提供擱置在傳熱板125、125’上並設置為使熱量傳導離開傳熱板125、125’的一導管。另外，如果期望使用鰭片300，則鰭片300可形成為傳熱板125、125’的一部分。然而，如能夠理解的，與傳熱板125、125’分開來形成鰭片300的一個優點是，鰭片300能被設計為用以特殊的氣流構造並位在期望的方位(例如，在連接器的側面上、在連接器的上方等)，因此為連接器的設計提供了相當多的靈活性。
如能夠從圖4、圖7與圖8理解的，鰭片300可在二個疊置的連接器200之間佔據相當大的空間。因此，如在 此討論的可以改變鰭片300的大小和位置以允許減小端口30之間的間隔。
因此，一般來說，模組的熱能被傳遞到彈性指狀部161、161’(並因此被傳遞到彈性指狀部載板)。如果彈性指狀部載板151、152、153、154被焊接到傳熱板125、125’，則彈性指狀部載板151、152、153、154與傳熱板125、125’之間的熱阻能夠是最小的。類似地，如果可選的鰭片300被焊接到傳熱板125、125’，則熱阻能夠最小化。因此，參照圖10中所示的熱能路徑，可以使模組與鰭片300之間的溫差小於15℃，而在某些實施例中約為10℃。一般來說，最大的溫度下降(除了鰭片與流經鰭片的任何外部空氣之間的溫度下降之外)將存在模組與彈性指狀部載板之間，而在一實施例中，模組與彈性指狀部之間的溫差能夠基本上大於其它部件之間的溫差。
儘管預期有多種多樣的實施例，但是應注意的是，所描繪的模組與鰭片300之間的熱通路設置使得通道130能夠與預期的熱通路對齊，並因此僅對熱阻有最小影響。
如能夠從圖10中理解的，在步驟400中，當一模組***連接器時，由模組產生熱能。接下來，在步驟410中，熱能通過彈性指狀部被引導離開該模組。然後在步驟420中，熱能被傳遞到傳熱板。最後，在步驟430中，熱能被傳遞到一系統以引導熱能離開該系統(步驟430，例如但沒有限制能夠由鰭片300執行)。然而，應當注意的是在某些系統中能夠省略鰭片(或任何特殊的傳熱系統) ，因為引導熱能離開模組的改進性能已經足以冷卻該系統。然而在許多應用中，模組增加的功率輸出可使得具有某些傳熱系統是較為理想的。
本文提供的公開內容描述了優選實施例和示意性實施例的多個特徵。本領域技術人員將意識到在權利要求書和公開內容的範圍和精神內還有許多其它的實施例、更改和變型。
1‧‧‧連接器系統
10‧‧‧插座連接器
100‧‧‧罩體組件
100a‧‧‧主體部
100b‧‧‧後部
105‧‧‧壁
110‧‧‧中央導接件
111‧‧‧表面
125、125’‧‧‧傳熱板
130‧‧‧通道
151‧‧‧彈性指狀部載板
152‧‧‧彈性指狀部載板
153‧‧‧彈性指狀部載板
154‧‧‧彈性指狀部載板
160‧‧‧列
161、161’‧‧‧彈性指狀部
162、162‧‧‧觸點/接觸表面
163、163‧‧‧尾部
164‧‧‧第二方向
165‧‧‧第三方向
166‧‧‧第一方向
20‧‧‧擋板
200‧‧‧插座/連接器
210‧‧‧殼體
215、215’‧‧‧鼻部
22‧‧‧開口
220、220’‧‧‧卡槽
230‧‧‧前罩體壁
232‧‧‧尾部
245‧‧‧光導管
25‧‧‧進氣口
26‧‧‧EMI密封件
28‧‧‧墊片
30‧‧‧端口
30a‧‧‧第一側
30b‧‧‧側面(第二側)
30c‧‧‧側面(第三側)
300‧‧‧鰭片
40‧‧‧孔
400‧‧‧步驟
410‧‧‧步驟
42‧‧‧後通路
420‧‧‧步驟
430‧‧‧步驟
5‧‧‧電路板
50‧‧‧屏蔽元件
51‧‧‧頂蓋
90‧‧‧第一、第二插座
A‧‧‧側壁(第一側壁)
B‧‧‧側壁(第二側壁)
C‧‧‧主壁
本新型經由示例示出但不限於附圖，附圖中相同的附圖標記指代相同元件，其中：
圖1示出了一連接器系統的一實施例的一立體圖。
圖2示出了圖1中描繪的連接器系統的一立體分解圖。
圖3示出了一疊置的插座連接器的一實施例的一立體圖。
圖4示出了圖3中描繪的疊置的插座連接器的一局部立體分解圖。
圖5示出了圖3中描繪的疊置的插座連接器的另一局部立體分解圖。
圖6示出了沿圖1中的線6-6截取的一部分插座連接器系統的一實施例的一立體截面圖。
圖7示出了一插座連接器的一端口的一實施例的一截面的局部側視圖。
圖8示出了沿圖1中的線8-8截取的一部分插座連接器系統的一立體截面圖。
圖9示出了一熱管理系統的一實施例的一立體分解圖。
圖10示出了從一模組傳熱的一流程圖。
1‧‧‧連接器系統
10‧‧‧插座連接器
20‧‧‧擋板
25‧‧‧進氣口
30‧‧‧端口
300‧‧‧鰭片
40‧‧‧孔
42‧‧‧後通路
5‧‧‧電路板
50‧‧‧屏蔽元件

Claims (14)

  1. 一種連接器，包括：一罩體組件，所述罩體組件限定一端口；一殼體，所述殼體位在所述端口中，並包括一卡槽；一傳熱板，所述傳熱板具有一主壁和一側壁；及一彈性指狀部載板，所述彈性指狀部載板被安裝在所述側壁上並且支撐多個彈性指狀部，所述彈性指狀部被設置為接合被***到所述端口中的一模組。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的連接器，其中，所述主壁支撐多個鰭片。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的連接器，其中，所述端口是一第一端口，所述罩體組件還限定一第二端口，所述第一端口和第二端口豎直疊置，其中所述主壁沿所述每一個第一端口和每一個第二端口的一第一側豎直延伸，並且所述側壁是沿所述第一端口的一第二側延伸的一第一側壁，所述傳熱板還包括沿所述第二端口的一第三側延伸的一第二側壁。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的連接器，其中，所述彈性指狀部載板是一第一彈性指狀部載板，並且在所述第二側壁上設置一第二彈性指狀部載板。
  5. 根據申請專利範圍第3項所述的連接器，其中，所述第一側壁和第二側壁分別位在各自的端口的兩相對側。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的連接器，其中，所述側壁是一第一側壁，所述彈性指狀部載板是一第一彈性指狀部 載板，所述傳熱板還包括一第二側壁，所述第二側壁支撐一第二彈性指狀部載板。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的連接器，其中，所述第一彈性指狀部載板和第二彈性指狀部載板均支撐有多個彈性指狀部，所述第一彈性指狀部載板的彈性指狀部與所述第二彈性指狀部載板的彈性指狀部被設置為當一模組被***到所述端口中時分別沿相反的方向偏轉。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述的連接器，其中，所述多個彈性指狀部形成為多個列。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述的連接器，其中，每一個彈性指狀部均包括一尾部，並且所述側壁包括被設置為用以***述尾部的多個位移區域。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的連接器，其中，所述位移區域是實質上穿透所述側壁的多個通道。
  11. 根據申請專利範圍第9項所述的連接器，其中，所述位移區域是不延伸通過所述側壁的多個凹陷。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述的連接器，其中，所述彈性指狀部載板被焊接到所述側壁。
  13. 根據申請專利範圍第1項所述的連接器，其中，所述彈性指狀部載板通過一導熱黏合劑被黏接到所述側壁。
  14. 根據申請專利範圍第1項所述的連接器，其中，所述側壁是一第一側壁，並且所述傳熱板包括一第二側壁，所述第一側壁和第二側壁以及所述主壁形成一U形。
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